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基于Pushover的曲线梁桥抗震性能评价研究
| 论文题名： | 基于Pushover的曲线梁桥抗震性能评价研究 |
| 关键词： | 曲线梁桥;抗震性能;静力弹塑性分析;最不利作用角度;能力谱法;易损性分析 |
| 摘要： | 静力弹塑性（Pushover）分析是最常用的抗震分析方法之一，其计算过程简便且精确度高，目前已广泛应用于桥梁结构抗震性能评价。既有研究中大多是针对直线桥梁，对于曲线桥梁Pushover分析时最不利作用角度的问题亟待解决。本文以实际工程中一座曲线梁桥为分析对象，定义了八种侧向力作用角度，比较不同作用角度下等效双折线型能力曲线的屈服位移和极限位移，确定其Pushover分析最不利作用角度，并在此基础上进行全桥抗震性能评价与易损性分析，主要研究内容及成果如下： （1）以第一跨左支座位置为起点，分别与各桥跨跨中和支座位置相连，得到8条不同的线段作为纵桥向，与各线段垂直的方向作为横桥向，最终得到8种作用角度。不同作用角度下，曲线梁桥各方向振型参与系数会发生变化，当采用振型侧向力荷载时，结构能力曲线也会随之变化。 （2）计算了5种曲率半径桥梁在不同作用角度下的能力曲线等效屈服位移和极限位移。研究发现，位移值随着作用角度的变化呈规律性变化，且在某一角度下达到最小值，该角度下桥梁最先进入破坏状态。随着曲率半径的增大，最先开始破坏的作用角度在逐渐增大，当曲率半径R=70m、120m、170m时，侧向力作用角度对于能力曲线的影响较大。 （3）通过能力谱法计算不同作用角度下的结构性能点。研究发现，随着作用角度的增大，性能点位移在逐渐减小，该点对应的基底剪力在逐渐增大。当采用非最不利作用角度进行Pushover分析时，会过大的估计结构控制点位移能力，并且低估了结构在地震下的内力响应。E2地震时不同作用角度对性能点的影响相较于E1地震时明显增大。 （4）采用不同方法计算结构地震反应，绘制多条结构增量能力曲线进行对比。研究发现，对于受高阶振型影响的桥梁，采用MPA法可以得到完整的结构地震反应，仅采用单一振型侧向力分析会低估结构部分构件的反应。增量模态Pushover分析可以很好地估计结构性能点随地震动强度的变化，替代繁琐的IDA分析。 （5）以本文确定的最不利作用角度进行易损性分析。研究发现，由Pushover分析得出的IDA曲线与时程分析下的结果大致相同，可以预测结构倒塌点，通过对比四种方法下结构易损性曲线发现，MPA法的结果与时程分析相近，主振型侧向力和均匀分布侧向力下的结果存在误差。 |
| 作者： | 戴伦 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 田石柱 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 苏州科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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